Introdução

O Células U2OS A linha — também conhecida como U-2 OS, U-2OS, U-2-OS, U2-OS, U20-S, U20S e 2T — é uma das primeiras linhas celulares cancerígenas humanas criadas e que ainda hoje se encontra em uso ativo. A linha foi criada em meados da década de 1960 a partir de um osteossarcoma moderadamente diferenciado da tíbia e descrita pela primeira vez por Pontén e Saksela em 1967 [1]. A sua criação proporcionou aos investigadores um modelo de morfologia epitelial, maleável e com boa aderência, para o estudo de neoplasias ósseas, da biologia tumoral e da biologia celular fundamental. Ao longo das décadas seguintes, a linha celular U2OS tornou-se uma pedra angular da investigação sobre a reparação do ADN, da descoberta de fármacos para o osteossarcoma, da análise do ciclo celular e da caracterização genómica. A linha celular mantém a função do TP53 de tipo selvagem — algo relativamente raro entre as linhas de osteossarcoma —, o que a torna particularmente valiosa para a investigação de vias dependentes do p53, respostas a danos no ADN e regulação do ritmo circadiano. Com uma extensa coleção de conjuntos de dados ómicos e centenas de estudos publicados, a U2OS continua a ser um dos modelos de cancro humano mais citados e caracterizados à disposição dos cientistas biomédicos.

Pontos-chave

• A U2OS (número de acesso no Cellosaurus: CVCL_0042) é uma linha celular de osteossarcoma humano criada em meados da década de 1960 a partir de tecido ósseo da tíbia e descrita pela primeira vez em 1967.
• Esta linha celular possui o gene TP53 de tipo selvagem, o que a torna um modelo preferencial para estudos sobre o ciclo celular dependente do p53 e sobre danos no ADN.
• As células U2OS crescem sob a forma de monocamadas aderentes com morfologia epitelial, com um tempo de duplicação relatado de aproximadamente 25–30 horas (DSMZ ACC-785) a 36 horas (Mohseny et al.).
• Esta linha foi amplamente caracterizada em conjuntos de dados de genómica, transcriptómica, proteómica e de triagem de fármacos, incluindo a Enciclopédia de Linhas Celulares Oncológicas.
• O U2OS tem servido de plataforma para centenas de linhas celulares modificadas, utilizadas em ensaios de GPCR, estudos com marcadores fluorescentes e triagens funcionais baseadas em CRISPR.
• As aplicações atuais da investigação abrangem a descoberta de medicamentos para o osteossarcoma, os mecanismos de reparação do ADN, a biologia circadiana, a endocitose e a reprogramação metabólica.

O que é o U2OS?

A linha U2OS foi obtida a partir do osso tibial de uma doente de 15 anos com osteossarcoma. A linha foi criada em meados da década de 1960 e descrita pela primeira vez por Pontén e Saksela em 1967 [1], tendo sido posteriormente incluída no catálogo de linhas tumorais humanas destinadas à investigação do cancro [2]. A caracterização imunológica inicial confirmou a ausência de contaminação por células HeLa [3] e determinou o perfil de antigénios HLA da linha celular [4] [5]. A linha cresce sob a forma de uma monocamada aderente com morfologia epitelial. Os tempos de duplicação relatados variam consoante a fonte: aproximadamente 25–30 horas, de acordo com a entrada do catálogo do DSMZ (ACC-785), e aproximadamente 36 horas, na caracterização funcional realizada por Mohseny et al. [13] [61]. É classificada como uma linha de osteossarcoma moderadamente diferenciada que mantém o TP53 de tipo selvagem, o que a distingue de outras linhas de osteossarcoma, como a Saos-2, que não apresenta qualquer expressão de p53. A caracterização comparativa revelou que as células U2OS são negativas para a maioria dos marcadores osteoblásticos clássicos, refletindo o seu estado relativamente indiferenciado em comparação com linhas de osteossarcoma mais maduras [6]. A linhagem é estável em termos de microssatélites (MSS) e apresenta uma variante truncante heterozigótica do gene PPM1D (p.Arg458Ter, c.1372C>T), que está registada para a linhagem U2OS nas bases de dados Cellosaurus e DepMap (ACH-000364) [61]. A consequência funcional desta classe de alelos PPM1D com truncamento do extremo C-terminal e ganho de função — a alteração do ponto de controlo G1 dependente da p53 — foi caracterizada por Kleiblova et al. [7].

A análise cromossómica por hibridização genómica comparativa revelou aberrações genómicas complexas em várias linhas de osteossarcoma, incluindo a U2OS, com uma média de 20,8 aberrações por linha (intervalo de 10 a 31) [8]. A análise CGH em matriz de alta resolução identificou ainda microaberrações crípticas, e a linha U-2 OS apresentou o menor número desses eventos entre as quatro linhas de osteossarcoma analisadas — seis, a incidência mais baixa do painel —, o que está em consonância com o seu perfil TP53 de tipo selvagem, enquanto a linha SAOS-2, com mutação no TP53, apresentava 17 [9]. A caracterização molecular realizada no âmbito do consórcio EuroBoNeT confirmou o estado do tipo selvagem do TP53 na linha U2OS e identificou a deleção homozigótica do CDKN2A como o evento mais comum em todo o painel de tumores ósseos (15 de 36 linhas), estritamente associado à ausência da proteína p16; não se registou qualquer deleção do CDKN2A na própria linha U2OS no Cellosaurus [10] [61]. Foram documentadas reordenações do gene p53 em sarcomas osteogénicos primários e em linhas celulares relacionadas [11], e demonstrou-se que a sobreexpressão da proteína p53 de tipo selvagem bloqueia o crescimento celular nas células de osteossarcoma [12], sublinhando o valor do modelo U2OS para a investigação da via do p53. Estudos funcionais confirmaram que as células U2OS formam tumores in vivo após injeção subcutânea, validando a sua utilidade como modelo representativo do osteossarcoma [13].

Informações sobre cultura celular

Vantagens das células U2OS

Uma das vantagens mais significativas da linha U2OS é a retenção do TP53 de tipo selvagem. Esta propriedade torna a linha ideal para o estudo de processos dependentes do p53, incluindo pontos de controlo de danos no ADN, paragem do ciclo celular, apoptose e respostas transcricionais ao stress genotóxico. Uma vez que muitas linhas celulares de osteossarcoma e de cancro apresentam mutações no p53, a U2OS preenche um nicho crítico como modelo de tumor ósseo, no qual a farmacologia da via do p53 pode ser avaliada sem o efeito de confusão das mutações com perda de função. Os antagonistas do MDM2 ilustram a importância desta distinção. Num painel de linhas celulares de sarcoma, o antagonista de MDM2 Nutlin-3A estabilizou a p53 e induziu de forma eficiente a transcrição a jusante dependente da p53 e a apoptose em linhas portadoras de MDM2 amplificado; nas linhas com TP53 de tipo selvagem, mas sem amplificação de MDM2 — a configuração encontrada nas células U2OS — observou-se alguma resposta ao Nutlin, mas a apoptose não foi induzida [14]. Um modelo de tumor ósseo com p53 funcional permite, portanto, analisar separadamente a contribuição do estado do p53 e da dosagem de MDM2, em vez de as duas variáveis se confundirem.

As células U2OS são ideais para microscopia de células vivas e ensaios com marcadores fluorescentes, devido à sua morfologia epitelial plana e aderente e ao tamanho relativamente grande do núcleo. Estas propriedades levaram à criação de centenas de linhas derivadas modificadas geneticamente — incluindo Células U2OS-CRISPR-NUP96-SNAP e inúmeras variantes do PathHunter e do LanthaScreen, todas catalogadas como entradas secundárias do CVCL_0042 [61] — que tiram partido da capacidade de transfecção e da transparência ótica da linha parental. A linha celular faz também parte de várias iniciativas importantes de caracterização genómica e proteómica, incluindo o projeto Cancer Dependency Map (DepMap ACH-000364, que integra a Cancer Cell Line Encyclopedia) e o painel de atlas celular do Human Protein Atlas, proporcionando aos investigadores conjuntos de dados de referência abrangentes, com os quais os resultados experimentais podem ser comparados [15] [16] [61].

Esta linha revelou-se altamente suscetível à manipulação genética, permitindo a transfecção estável e transitória, a edição genética com CRISPR-Cas9, a supressão por RNAi e a transdução viral. A sua integração eficiente de construções exógenas e a sua cinética de crescimento robusta tornam-na uma ferramenta prática e versátil para plataformas de triagem de alto rendimento. Os perfis de «Cell Painting» para 5 259 fármacos na linha U2OS constituem um dos maiores conjuntos de dados de referência morfológicos na biologia química e foram combinados com a análise do proteoma térmico para inferir o mecanismo de ação dos compostos em grande escala [17]. Esta amplitude de aplicações — que abrange a biologia do cancro ósseo, a biologia celular fundamental e a descoberta de fármacos — está na base da popularidade duradoura das células U2OS.

Limitações das células U2OS

Apesar dos seus inúmeros pontos fortes, a linha U2OS apresenta uma complexidade cromossómica que pode complicar a interpretação. A hibridização genómica comparativa realizada em oito linhas de osteossarcoma revelou uma média de 20,8 aberrações cromossómicas por linha, tendo a linha U2OS apresentado ganhos e perdas em várias regiões [8]. A variante truncada heterozigótica de ganho de função do gene PPM1D (p.Arg458Ter) compromete o ponto de controlo G1 dependente da proteína p53, o que significa que, embora a proteína p53 esteja presente e seja do tipo selvagem ao nível da sequência, a sua sinalização a jusante é parcialmente atenuada [7] [61]. Os investigadores que trabalham na farmacologia precisa da via do p53 devem ter em conta este fator modificador ao interpretar os resultados.

Sendo uma linha celular de osteossarcoma moderadamente diferenciada, a U2OS não reproduz fielmente o fenótipo osteoblástico maduro. A caracterização imunocitoquímica revelou que é negativa para a maioria dos marcadores osteoblásticos, ao contrário das linhas mais maduras Células SaOS-2 linha [6]. Os estudos que exijam marcadores robustos de diferenciação osteogénica ou respostas de mineralização poderão, por conseguinte, considerar que a linha celular U2OS é menos representativa da biologia dos osteoblastos em fase avançada. Além disso, tal como todas as linhas celulares estabelecidas, a U2OS acumulou adaptações ex vivo que podem não refletir fielmente a biologia do tumor primário, nomeadamente no que diz respeito às interações com o estroma e à arquitetura tridimensional [13].

A passagem prolongada da linha celular U2OS, tal como acontece com qualquer linha celular, acarreta o risco de deriva genética e variação fenotípica entre subclones. Recomenda-se vivamente a autenticação através da análise de repetições em tandem curtas, a fim de garantir a reprodutibilidade entre laboratórios [18]. Os investigadores devem também ter em conta que o U2OS expressa apenas um subconjunto das proteínas clássicas da matriz extracelular osteoblástica, o que limita a sua utilização como indicador em estudos do microambiente ósseo que se baseiam no colagénio I ou noutros produtos dos osteoblastos maduros.

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Aplicações

Descoberta de fármacos e triagem terapêutica para o osteossarcoma

A linha celular U2OS é uma das principais ferramentas para avaliar compostos novos e redirecionados contra o osteossarcoma. Estudos têm analisado as atividades antitumorais de diversos agentes naturais e sintéticos nesta linha celular. A curcina C, uma proteína inativadora de ribossomas do tipo I proveniente de sementes de Jatropha curcas pós-germinação, demonstrou inibir a proliferação celular da linha U2OS através de apoptose mediada por ROS, autofagia e paragem nas fases S e G2/M, sendo o efeito atribuído à ativação da via de sinalização JNK, a par da inibição da via ERK; o eliminador de ROS NAC e o inibidor da JNK SP600125 atenuaram, cada um à sua maneira, a resposta, corroborando a cascata proposta [53]. Um estudo de acompanhamento demonstrou que a maior potência da Curcina C em relação à Curcina nas células U2OS se explica, em grande parte, pela endocitose dependente de clatrina mediada pela LRP1, que está disponível para a Curcina C, mas não para a Curcina.

A aloperina, um produto natural alcalóide, inibiu a proliferação e a clonogenicidade das células de osteossarcoma MG-63 e U2OS, induziu a apoptose — conforme confirmado por citometria de fluxo — e inibiu a invasão em ensaios de «scratch» e «transwell», com regulação negativa da MMP-2, MMP-9, PI3K e p-AKT1 [54]. Este estudo destacou múltiplas vias convergentes através das quais os alcalóides naturais poderiam comprometer simultaneamente o crescimento e o potencial metastático. De forma independente, demonstrou-se que o metabolito do adoçante natural esteviol inibe a proliferação das células U2OS de forma dependente da dose e do tempo, tendo a investigação mecanicista revelado uma paragem do ciclo celular na fase G1 e uma via apoptótica mitocondrial indicada por um aumento da relação Bax/Bcl-2 [55] — resultados que posicionam os metabolitos naturais como candidatos para a investigação em quimioprevenção do osteossarcoma.

O ácido tânico potenciou o efeito citotóxico da cisplatina nas células U2OS, mas a interação revelou-se fortemente dependente da proporção: observou-se sinergia nas proporções de ácido tânico para cisplatina de 90:10 e 85:15, enquanto as proporções de 75:25 e 50:50 foram antagónicas, e o ácido tânico, por si só, não inibiu significativamente os osteoblastos normais hFOB 1.19 [56]. Qualquer estratégia de sensibilização baseada em polifenóis depende, portanto, de uma otimização cuidadosa da relação de doses, em vez de uma simples coadministração. De forma semelhante, o ácido gálico potenciou a morte celular induzida pelo olaparib e atenuou a resistência adquirida ao olaparib em células U2OS e numa variante resistente ao olaparib (U2OS-PIR), inibindo a angiogénese e modulando a cPARP, Bcl-2 e Bax [57], alargando o repertório de combinações de compostos naturais aplicáveis à investigação do tratamento do osteossarcoma. Demonstrou-se que o lenvatinibe, um inibidor multiquinase aprovado, induz alterações relacionadas com a ferroptose nas células U2OS e 143B através de um eixo p-STAT3/p53/xCT, revelando um novo mecanismo pelo qual este agente pode suprimir a progressão do osteossarcoma para além do seu papel canónico de inibição da angiogénese [19]. A imunoterapia baseada em células natural killer foi avaliada contra um painel de linhas de osteossarcoma, incluindo a U2OS, tendo-se verificado que a expressão do ligando NKG2D se correlacionava com a eficiência de destruição mediada pelas células NK e que a interleucina-2 em aerossol melhorava a atividade das células NK específicas de órgãos in vivo [20].

Uma triagem mais abrangente de fármacos para sarcomas, que incluiu 63 linhas humanas e mais de 400 compostos oncológicos, documentou os perfis de sensibilidade à medicação da linha U2OS, juntamente com dados de expressão génica e de microARN, proporcionando uma rica referência farmacogenómica para a área [21]. O projeto marcante «Cancer Cell Line Encyclopedia» integrou dados de expressão génica, número de cópias e sequenciação de cerca de 950 linhas, incluindo a U2OS, e correlacionou-os com perfis de sensibilidade a fármacos para identificar biomarcadores preditivos de resposta [15]. Um estudo de panorama farmacogenómico subsequente mapeou associações de sensibilidade aos fármacos com alterações induzidas pelo cancro em mais de 1 000 linhas anotadas, contextualizando ainda mais as respostas da U2OS no âmbito mais alargado da oncologia [22].

O eixo miR-16-1-3p/MDM2/p53 surgiu como um importante regulador da resposta da via de sinalização do TGF-β1 no osteossarcoma. Xue et al. demonstraram que a sobreexpressão de miR-16-1-3p reduziu significativamente o potencial proliferativo e clonogénico das células U2OS, enquanto a sua combinação com o tratamento com TGF-β aumentou fortemente a paragem na fase G1 e praticamente eliminou a capacidade de crescimento tumoral [23]. O mesmo estudo revelou que o miR-16-1-3p inibia a remodelação da actina induzida pelo TGF-β e as alterações associadas à transição epitelial-mesenquimal, e que a coadministração aumentava a sensibilidade à cisplatina em células U2OS de tipo selvagem e reduzia o volume dos nódulos tumorais e a metástase no modelo da membrana corioalantóica de pintinho, proporcionando uma compreensão mecanista de como este microRNA suprime a via pró-metastática da sinalização do TGF-β. Demonstrou-se que as vesículas extracelulares derivadas de osteoblastos (OB-EVs) alteram o comportamento das células de osteossarcoma de forma dependente da linha celular: nas células U2OS, reduziram a atividade metabólica (1,30 vezes) e a proliferação (1,70 vezes), ao mesmo tempo que aumentaram a apoptose (1,15 vezes), enquanto a proliferação das células MG-63 aumentou 4,9 vezes. A análise transcriptómica associada foi realizada em células MNNG/HOS, onde 296 genes apresentaram expressão diferencial, e os autores propõem o transporte de miRNA como um mecanismo potencialmente contribuinte que ainda requer validação funcional [24]. A reprogramação metabólica no osteossarcoma foi explorada através da transcriptómica de célula única, identificando a estanniocalcina-2 (STC2) como um regulador glicolítico central, validado funcionalmente nas células MG-63 e U2OS utilizando a análise de fluxo extracelular Seahorse [25].

Reparação do ADN, regulação do ciclo celular e resposta a danos no ADN

A linha celular U2OS é um dos modelos mais amplamente utilizados na investigação sobre a reparação do ADN, em grande parte porque o seu contexto de p53 de tipo selvagem permite a análise de toda a gama de respostas a danos dependentes do p53. Um estudo à escala do genoma mapeou o transcriptoma regulado pelo ciclo celular das células U2OS, identificando 2 140 transcritos expressos periodicamente, correspondentes a 1 871 genes únicos ao longo de múltiplos ciclos celulares síncronos [52]. Ao combinar ChIP-seq para o fator de transcrição G2/M FOXM1 com dados de ChIP-seq publicados para E2F1, E2F4, E2F6, GABPA e do complexo DREAM, os autores demonstraram que o FOXM1 ativa fortemente os promotores dos genes da fase G2/M e ativa apenas fracamente os induzidos na fase S, e que um conjunto central de genes do ciclo celular partilhado entre as células U2OS e HeLa é ligado por múltiplos fatores de transcrição do ciclo celular. O conjunto de dados estabeleceu a U2OS como um segundo modelo humano, caracterizado de forma independente, para o mapeamento do transcriptoma do ciclo celular e continua a ser uma referência amplamente utilizada para estudos de regulação genética do ciclo de divisão celular humano.

Mutações de ganho de função no PPM1D/Wip1 — a fosfatase que inativa o p53 — produzem uma Wip1 hiperativa e truncada no extremo C-terminal e comprometem o ponto de controlo G1 dependente do p53 após danos no ADN; O U2OS porta esse alelo truncado (p.Arg458Ter) de forma heterozigótica [7] [61]. Isto torna o U2OS um modelo útil para estudar como as truncações da Wip1 conferem uma vantagem seletiva de crescimento ao atenuar a resposta a danos no ADN. A variabilidade a nível de célula individual na resposta a danos no ADN foi quantificada em células U2OS expostas a 2 Gy de fotões; através da comparação de focos de 53BP1 e γH2AX em núcleos irmãos de células binucleadas, Płódowska et al. demonstraram a existência de ruído estocástico entre células na formação de focos de reparação, sobreposto a danos no ADN distribuídos aleatoriamente, sendo que o ruído contribuiu com 28% da variabilidade total para os focos de 53BP1 e com 50% para os focos de γH2AX [26]. A análise da troca de cromátides irmãs em linhas de sarcoma de tecidos moles, incluindo as células U2OS como grupo de controlo, confirmou que a formação endógena de γH2AX se correlaciona com a instabilidade genómica e pode prever respostas a tratamentos que causam danos no ADN [27].

Foram utilizadas células U2OS para investigar a expansão somática da repetição CAG na doença de Huntington. A interrupção genética da bolsa de ligação do MSH3 Y245/K246 do MSH3, responsável pela ligação ao IDL, reduziu significativamente a interação com o ADN e inibiu a expansão da repetição numa linha U2OS que expressava o exão 1 do HTT mutante; além disso, o bloqueio farmacológico do mesmo local reduziu a expansão da repetição nas células U2OS e, mais importante ainda, também abrandou a expansão em neurónios espinhosos médios derivados de iPSCs de doentes com doença de Huntington [28]. A linha derivada U2OS DR-GFP tem sido amplamente utilizada para ensaios de reparação por recombinação homóloga, e foram geradas múltiplas derivadas com genes inativados — incluindo inativações de RAD52, TBK1 e OPTN — para analisar componentes específicos das vias de reparação, todas catalogadas como entradas secundárias de CVCL_0042 [61]. O supressor tumoral TSC2 foi identificado como um supressor dos grânulos de stress; num pré-artigo que relatava este trabalho, a redução parcial do TSC2 mediada por siRNA em células U2OS não induziu grânulos de stress espontâneos, em contraste com a perda completa observada em fibroblastos embrionários de ratinho, estabelecendo o TSC2 como um regulador dependente de um limiar da montagem dos grânulos de stress [29]. As análises genómicas em escala global para deleções homozigóticas e alterações nos genes do complexo de polaridade em painéis de linhas celulares cancerosas também incorporaram dados de U2OS, contribuindo para a identificação de genes cancerígenos recessivos e assinaturas de sítios frágeis [30] [31].

Biologia circadiana e regulação genética

As células U2OS tornaram-se um modelo de referência para a investigação do relógio circadiano dos mamíferos. Estas células apresentam ritmos circadianos robustos e autossustentados e são habitualmente utilizadas com repórteres de luciferase de genes do relógio para luminometria em tempo real. Burke et al. utilizaram células U2OS que expressavam repórteres de luciferase de genes do relógio biológico para demonstrar que a cafeína prolonga o período circadiano de forma dependente da dose e estabeleceram, através de análise farmacológica e supressão por siRNA, que a sinalização do recetor de adenosina — em vez da atividade do recetor de rianodina ou da fosfodiesterase — é responsável por esse efeito [59]. O mesmo sistema permite a triagem química em grande escala: uma triagem de alto rendimento de fármacos existentes em células U2OS revelou que aproximadamente 5% alteravam o período circadiano, identificando a desidroepiandrosterona como um composto que encurta o período e implicando as proteínas ABL1, ABL2 e a quinase BCR na regulação do período [60]. Estas propriedades têm sido amplamente exploradas para caracterizar os mecanismos moleculares que regem o ciclo de retroalimentação central de transcrição-tradução BMAL1/CLOCK e as suas interações com vias oncogénicas.

Um pré-artigo recente investigou a natureza circadiana endógena do c-MYC em células U2OS. Ao gerar um repórter de c-MYC e comparar a sua fase de oscilação com os repórteres de BMAL1 e PER2, Kalyanaraman et al. relataram que o promotor de c-MYC oscila ritmicamente nas células U2OS — uma linha com níveis inerentemente baixos de MYC — e oscila fora de fase em relação aos componentes centrais do relógio [32]. Um modelo computacional desenvolvido com base nestas descobertas sugeriu que o MYC atua como um perturbador do relógio, cujo timing minimiza o seu impacto negativo na regulação circadiana — uma descoberta com implicações para a compreensão de como a superexpressão oncogénica do MYC perturba a fisiologia circadiana. Enquanto pré-publicação, este trabalho ainda não concluiu a revisão por pares. No entanto, exemplifica a adequação da linha U2OS para investigar simultaneamente a função do oncogene e a regulação circadiana.

A linha U2OS é negativa para a telomerase e mantém os seus telómeros através do alongamento alternativo dos telómeros (ALT), o mecanismo baseado na recombinação documentado pela primeira vez num subconjunto de tumores e linhas celulares derivadas de tumores por Bryan et al. [58]. Isto torna-a um modelo padrão para a investigação da ALT, um mecanismo ativo num subconjunto de cancros, incluindo os osteossarcomas. A linha é também frequentemente utilizada em estudos sobre a dinâmica das modificações das histonas, a arquitetura nuclear e a organização da cromatina, tirando partido dos seus núcleos de grande dimensão e da facilidade de observação ótica. Derivados de histonas e poros nucleares marcados com fluorescência — incluindo a U2OS EGFP-H2B e várias linhas NUP96 marcadas com CRISPR derivadas da U2OS — permitiram a obtenção de imagens quantitativas da cromatina e dos processos de transporte nuclear com elevada resolução espacial [61].

Endocitose e tráfego intracelular

A linha U2OS tornou-se um modelo padrão para o estudo da endocitose mediada por clatrina (CME) e da atividade da GTPase dinamina, devido à sua robusta atividade de internalização de recetores e à sua adequação para ensaios quantitativos de CME baseados em fluorescência, que medem a captação de transferrina-Alexa594. Uma série de compostos sulfonadínicos — arilsulfonamidas derivadas de análogos da dansilcadaverina — foi caracterizada como inibidores competitivos do GTP da dinamina I e da dinamina II, utilizando células U2OS como plataforma principal de ensaio de CME [33]. A análise cinética de Michaelis-Menten neste sistema confirmou o mecanismo de inibição, e o análogo mais potente também exibiu atividade antiepiléptica em modelos animais, posicionando os ensaios de CME baseados em U2OS como uma ferramenta translacional para a descoberta de fármacos neurológicos.

Por outro lado, a bolinaquinona — um sesquiterpeno hidroxiquinónico de origem marinha — e análogos relacionados da naftoquinona foram avaliados quanto à atividade inibidora da CME em células U2OS, tendo a otimização estrutural orientada pela teoria do funcional da densidade produzido análogos com potência substancialmente melhorada contra tanto a GTPase da dinamina como a CME [34]. Estes estudos ilustram como os ensaios de CME baseados em U2OS servem de plataforma sensível e reprodutível para estudos da relação estrutura-atividade em inibidores da endocitose. A expressão consistente dos recetores nesta linha celular e a cinética de internalização previsível tornam-na um sistema celular preferencial para esta classe de investigação.

O destino dos oligonucleótidos antisense (ASOs) após a captação celular foi acompanhado em células U2OS utilizando microscopia de células vivas, medições raciométricas de pH e microscopia eletrónica de varrimento tridimensional com feixe de iões focado. Numa pré-publicação que relata este trabalho, Sitarska et al. demonstraram que, mesmo em condições que reduziam o ARN alvo em mais de 90%, menos de 4% dos ASOs internalizados atingiram o núcleo e que os ASOs se acumularam em endossomas tardios, endolisossomas e lisossomas, onde induziram a neutralização luminal sem recrutamento de galectina-3 nem ruptura da membrana limitante [35]. Os autores propõem que a fuga produtiva ocorra, em vez disso, numa fase mais precoce da endocitose, muito provavelmente nos endossomas precoces ou de reciclagem. As células U2OS foram também utilizadas num ensaio de ativação do GLP-1R — uma linha U2OS que expressa biossensores Nomad sensíveis ao AMPc — para avaliar os efeitos metabólicos de um extrato de bergamota formulado com fosfolípidos, demonstrando a utilidade da linha como plataforma de expressão de recetores modificada para a farmacologia de produtos naturais [36]. A tecnologia Cybrid para o estudo de mutações no ADN mitocondrial foi aperfeiçoada através da validação de derivados recém-desenvolvidos, isentos de mtDNA (ρ0), das linhas HCT116, HT1080 e U2OS como linhas celulares recetoras para a geração de cybrids transmitochondriais [37].

Proteómica, Genómica e Plataformas Multi-ómicas

A U2OS tem sido uma linha celular de referência fundamental em iniciativas de proteómica em grande escala. O primeiro perfil proteómico dedicado da U2OS foi gerado por Niforou et al. utilizando eletroforese em gel bidimensional acoplada à espectrometria de massa MALDI: foram excisados e analisados aproximadamente 3 000 pontos de dois géis de 2-DE, o que permitiu a identificação de 237 produtos genéticos distintos, entre os quais 11 proto-oncogenes relacionados com o estado canceroso da linha [16]. Trabalhos subsequentes baseados em espectrometria de massa quantificaram o proteoma absoluto desta linha na interfase e na mitose — descrita na publicação como uma linha celular humana de uso comum e atribuída à U2OS no Cellosaurus —, revelando a expressão de, pelo menos, cerca de 10 000 proteínas que abrangem sete ordens de magnitude em termos de abundância celular, até 20 milhões de cópias por célula [38] [61]. A proteómica comparativa em onze linhas celulares comuns revelou que a U2OS partilha um núcleo de proteínas expressas de forma ubíqua, ao mesmo tempo que apresenta variação específica do tipo celular em subconjuntos funcionais [39].

A proteómica da superfície celular em grande escala, utilizando a tecnologia Cell Surface Capture, catalogou o «superficioma» da U2OS juntamente com outros 40 tipos de células humanas (41 tipos de células humanas e 31 de ratos, no total), proporcionando um recurso para a identificação de alvos de superfície farmacologicamente acessíveis [40]. Estudos de tipagem HLA e de previsão de neoepítopos incorporaram a linha U2OS para apoiar o desenvolvimento de alvos para a imunoterapia do cancro [41] [42]. A caracterização por matriz de proteínas em fase reversa de mais de 650 linhas celulares cancerosas incluiu a U2OS, demonstrando que os dados fosfoproteómicos fornecem um poder preditivo da sensibilidade aos fármacos superior ao disponível apenas a partir de medições de ARNm [43]. O mapa proteómico pan-oncológico, abrangendo 949 linhas celulares, integrou ainda mais os dados proteómicos da U2OS com triagens de essencialidade por CRISPR e dados de resposta a fármacos, revelando milhares de biomarcadores proteicos de vulnerabilidade ao cancro [44].

A caracterização do transcriptoma de 675 linhas celulares cancerígenas por sequenciação de ARN catalogou fusões genéticas, assinaturas de mutações e expressão de sequências não humanas na linha U2OS [45]. A caracterização CCLE de última geração expandiu a análise para incluir dados de metilação do ADN, modificação de histonas, expressão de microARN e splicing de ARN em 1 072 linhas, com o U2OS a contribuir para análises integrativas das características moleculares subjacentes às respostas aos fármacos [46]. A proteómica quantitativa do painel CCLE identificou desregulação de vias a nível proteico que não era evidente apenas a partir de dados genómicos ou transcriptómicos [47]. A técnica «Cell Painting», combinada com o «Thermal Proteome Profiling» em células U2OS, demonstrou ser uma estratégia poderosa para inferir o mecanismo de ação dos fármacos, integrando o perfil morfológico com a deteção imparcial de alvos proteicos [17]. Os conjuntos de dados proteómicos do U2OS são também abrangidos por um controlo de qualidade ao nível do viroma: foi desenvolvido um fluxo de trabalho de xenoproteómica para a deteção não direcionada de proteínas virais em dados proteómicos como etapa geral de triagem, tendo os autores recomendado que todos os conjuntos de dados proteómicos celulares sejam testados quanto à presença de proteínas não humanas antes da publicação [48]. A análise epigenómica integrativa do osteossarcoma, incorporando as células U2OS, identificou 350 genes com aberrações genéticas e epigenéticas concordantes, aprofundando a compreensão do panorama regulatório que rege a progressão do tumor ósseo [49]. A expressão proteica em microarrays celulares foi também avaliada utilizando células U2OS incorporadas em matrizes de agarose, permitindo a caracterização simultânea de múltiplas linhas celulares num formato de microarray de tecidos [50]. As respostas precoces dos marcadores das células U2OS a extratos de um enxerto ósseo xenogénico revestido com ácido hialurónico foram caracterizadas por qRT-PCR: O RUNX2 apresentou uma regulação positiva de 2,61 vezes (p = 0,01), enquanto não foi relatado qualquer efeito significativo para o COL1A1, e as diferenças observadas na atividade metabólica não se mantiveram significativas após a correção FDR [51]. Os autores descrevem o estudo como exploratório e apelam à sua validação em células primárias e em modelos in vivo.

Conclusão

A U2OS (CVCL_0042) é uma linha celular de osteossarcoma humano notavelmente versátil que tem contribuído para avanços fundamentais na investigação sobre neoplasias ósseas, na biologia da reparação do ADN, na ciência dos ritmos circadianos, na farmacologia da endocitose e na caracterização ómica em grande escala. O seu fundo genético TP53 de tipo selvagem, a morfologia epitelial aderente, o tempo de duplicação rápido e a caracterização multi-ómica aprofundada tornam-na um modelo experimental excepcionalmente bem fundamentado. Desde os primeiros estudos de tipagem HLA até às análises funcionais contemporâneas baseadas em CRISPR e à caracterização de fármacos por «Cell Painting», a U2OS tem-se adaptado continuamente às necessidades da comunidade de investigação biomédica. Os investigadores que procurem um modelo fiável e amplamente documentado para a biologia do osteossarcoma, a regulação do ciclo celular, a resposta a danos no ADN ou a triagem de compostos de alto rendimento considerarão as células U2OS uma ferramenta indispensável. Explore as especificações completas ou encomende células U2OS diretamente em cytion.com.

Publicações principais

1. Pontén J, Saksela E (1967) Duas linhas celulares in vitro estabelecidas a partir de tumores mesenquimais humanos. International Journal of Cancer. PMID: 6081590
2. Fogh J (1986) Linhas tumorais humanas para a investigação do cancro. Cancer Investigation. PMID: 3518877
3. Fogh J, Wright WC, Loveless JD (1977) Ausência de contaminação por células HeLa em 169 linhas celulares derivadas de tumores humanos. Journal of the National Cancer Institute. PMID: 833871
4. Espmark JA, Ahlqvist-Roth L, Särne L (1978) Tipagem tecidual de células em cultura. III. Antigénios HLA de linhas celulares humanas estabelecidas. Antigénios teciduais. PMID: 77569
5. Pollack MS, Heagney SD, Livingston PO (1981) Expressão de aloantigénios HLA-A, B, C e DR em quarenta e seis linhas celulares tumorais humanas em cultura. Journal of the National Cancer Institute. PMID: 7017212
6. Pautke C, Schieker M, Tischer T (2004) Caracterização das linhas celulares de osteossarcoma MG-63, Saos-2 e U-2 OS em comparação com osteoblastos humanos. Anticancer Research. PMID: 15736406
7. Kleiblova P, Shaltiel IA, Benada J (2013) As mutações de ganho de função do PPM1D/Wip1 comprometem o ponto de controlo G1 dependente do p53. The Journal of Cell Biology. PMID: 23649806
8. Ozaki T, Neumann T, Wai D (2003) Alterações cromossómicas em linhas celulares de osteossarcoma reveladas por hibridização genómica comparativa e cariotipagem multicolorida. Genética e citogenética do cancro. PMID: 12645653
9. Selvarajah S, Yoshimoto M, Maire G (2007) Identificação de microaberrações crípticas no osteossarcoma por hibridização genómica comparativa com matriz de oligonucleótidos de alta definição. «Cancer Genetics and Cytogenetics». PMID: 17981215
10. Ottaviano L, Schaefer KL, Gajewski M (2010) Caracterização molecular de linhas celulares comumente utilizadas na investigação de tumores ósseos: um esforço transeuropeu da EuroBoNet. Genes, cromossomas e cancro. PMID: 19787792
11. Masuda H, Miller C, Koeffler HP (1987) Rearranjo do gene p53 em sarcomas osteogénicos humanos. Atas da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos da América. PMID: 2823272
12. Diller L, Kassel J, Nelson CE (1990) O p53 funciona como uma proteína de controlo do ciclo celular nos osteossarcomas. Biologia molecular e celular. PMID: 2233717
13. Mohseny AB, Machado I, Cai Y (2011) A caracterização funcional de linhas celulares de osteossarcoma fornece modelos representativos para o estudo da doença humana. Investigação Laboratorial; revista de métodos técnicos e patologia. PMID: 21519327
14. Müller CR, Paulsen EB, Noordhuis P (2007) Potencial para o tratamento de lipossarcomas com o antagonista de MDM2 Nutlin-3A. Revista Internacional do Cancro. PMID: 17354236
15. Barretina J, Caponigro G, Stransky N (2012) A Enciclopédia de Linhas Celulares Oncológicas permite a modelação preditiva da sensibilidade a fármacos anticancerígenos. Nature. PMID: 22460905
16. Niforou KM, Anagnostopoulos AK, Vougas K (2008) O perfil proteómico da linha celular U2OS de osteossarcoma humano. Genómica e Proteómica do Cancro. PMID: 18359981
17. Johansson C, Johansson M, Kasi PB (2026) «Pintura celular e perfilagem proteómica térmica para a inferência de alvos farmacológicos e mecanismos de ação». Molecular Systems Biology. PMID: 42141265
18. Yu M, Selvaraj SK, Liang-Chu MM (2015) Um recurso para a autenticação, anotação e controlo de qualidade de linhas celulares. Nature. PMID: 25877200
19. Yang C, Ma Y, Shen W (2026) O lenvatinib induz alterações relacionadas com a ferroptose em células de osteossarcoma, envolvendo o eixo p-STAT3/p53/xCT. Frontiers in Oncology. PMID: 42294277
20. Guma SR, Lee DA, Yu L (2014) Terapia com células natural killer e interleucina-2 em aerossol para o tratamento de metástases pulmonares do osteossarcoma. Pediatric Blood & Cancer. PMID: 24136885
21. Teicher BA, Polley E, Kunkel M (2015) A triagem de linhas celulares de sarcoma com fármacos oncológicos e agentes experimentais identifica padrões associados à expressão de genes e microARN. Molecular Cancer Therapeutics. PMID: 26351324
22. Iorio F, Knijnenburg TA, Vis DJ (2016) Um panorama das interações farmacogenómicas no cancro. Cell. PMID: 27397505
23. Xue W, Wang Y, Smirnova AV (2026) O miR-16-1-3p suprime a proliferação e a invasividade através do eixo MDM2-p53 na via de sinalização do TGF-β1 no osteossarcoma. Molecular Therapy. Oncology. PMID: 42318056
24. Giacchi L, Ucci A, Zelli V (2026) Efeito das vesículas extracelulares derivadas de osteoblastos no perfil transcricional das células de osteossarcoma: papel dos miRNAs transportados. Biomedicines. PMID: 42193365
25. Hu X, Wang Q, Lin S (2026) A transcriptómica de célula única revela heterogeneidade glicolítica e identifica o STC2 como um regulador-chave da reprogramação metabólica no osteossarcoma. Bioquímica molecular e celular. PMID: 42166004
26. Płódowska M, Drzazga D, Węgierek-Ciuk A (2026) Avaliação da variação da resposta a danos no ADN de células humanas individuais expostas a radiação fotónica. Biofísica da radiação e do ambiente. PMID: 42301301
27. Salawu A, Wright K, Al-Kathiri A (2018) Troca de cromatídeas irmãs e instabilidade genómica nos sarcomas dos tecidos moles: implicações potenciais para a resposta a tratamentos que causam danos no ADN. Sarcoma. PMID: 29853780
28. Goold R, Donaldson J, Gidney F (2026) A perturbação genética ou farmacológica da cavidade de ligação do MSH3 Y245/K246 IDL retarda a expansão da repetição CAG. Medicina Molecular da NAR. PMID: 42317610
29. Ma Y, Farny NG (2026) O TSC2 é um supressor dos grânulos de stress. bioRxiv. Pré-impressão — não revista por pares. PMID: 42239325
30. Bignell GR, Greenman CD, Davies H (2010) Sinais de mutação e seleção no genoma do cancro. Nature. PMID: 20164919
31. Rothenberg SM, Mohapatra G, Rivera MN (2010) Uma análise genómica abrangente de microdeleções revela a perturbação de genes do complexo de polaridade em diversos cancros humanos. Cancer research. PMID: 20215515
32. Kalyanaraman B, Ganesh D, Kunte VA (2026) O c-MYC é transcrito de forma circadiana e atua como um perturbador do relógio biológico, cujo timing minimiza os seus impactos. bioRxiv. Pré-impressão — não revista por pares. PMID: 42244582
33. Jones NC, Robertson MJ, Odell LR (2026) Compostos sulfonadínicos: uma classe de arilsulfonamidas que inibem a GTPase dinamina e a endocitose mediada por clatrina e apresentam efeitos antiepilépticos em modelos animais. ACS Chemical Biology. PMID: 42313002
34. O'Brien NS, Ghods A, Xue J (2025) Da bolinaquinona, um sesquiterpeno hidroxiquinónico marinho, às naftoquinonas com efeitos inibidores da clatrina. RSC Medicinal Chemistry. PMID: 41884311
35. Sitarska E, Saminathan A, Scanavachi G (2026) Os oligonucleótidos antisense «nus» permanecem sequestrados no endolisossoma, apesar dos danos induzidos na membrana. bioRxiv. Pré-impressão — não revista por pares. PMID: 42182263
36. Khan A, Mella RM, Villacé P (2026) Avaliação in vitro da atividade associada ao GLP-1R de um extrato de bergamota sustentável, padronizado e formulado com fosfolípidos. Biomedicines. PMID: 42193436
37. Weaver L, Alexeyev MF (2026) Um método aperfeiçoado para a geração de cibridos transmitochondriais. Cells. PMID: 42193905
38. Beck M, Schmidt A, Malmstroem J (2011) O proteoma quantitativo de uma linha celular humana. Molecular systems biology. PMID: 22068332
39. Geiger T, Wehner A, Schaab C (2012) A análise proteómica comparativa de onze linhas celulares comuns revela uma expressão ubíqua, mas variável, da maioria das proteínas. Molecular & cellular proteomics. PMID: 22278370
40. Bausch-Fluck D, Hofmann A, Bock T (2015) Um atlas de proteínas da superfície celular derivado da espectrometria de massa. PloS one. PMID: 25894527
41. Boegel S, Löwer M, Bukur T (2014) Um catálogo de tipos de HLA, expressão de HLA e candidatos a neoepitopos em linhas celulares cancerígenas humanas. Oncoimmunology. PMID: 25960936
42. Scholtalbers J, Boegel S, Bukur T (2015) TCLP: um catálogo online de linhas celulares cancerígenas que integra o tipo de HLA, neoepítopos previstos, vírus e expressão génica. Genome Medicine. PMID: 26589293
43. Li J, Zhao W, Akbani R (2017) Caracterização de linhas celulares cancerígenas humanas através de matrizes de proteínas em fase reversa. Cancer Cell. PMID: 28196595
44. Gonçalves E, Poulos RC, Cai Z (2022) Mapa proteómico pan-cancerígeno de 949 linhas celulares humanas. Cancer Cell. PMID: 35839778
45. Klijn C, Durinck S, Stawiski EW (2015) Um retrato transcricional abrangente de linhas celulares cancerígenas humanas. Nature Biotechnology. PMID: 25485619
46. Ghandi M, Huang FW, Jané-Valbuena J (2019) Caracterização de última geração da Enciclopédia de Linhas Celulares Cancerosas. Nature. PMID: 31068700
47. Nusinow DP, Szpyt J, Ghandi M (2020) Proteómica quantitativa da Enciclopédia de Linhas Celulares Cancerosas. Cell. PMID: 31978347
48. Chernobrovkin AL, Zubarev RA (2014) Detecção de proteínas virais em linhas celulares humanas por xenoproteómica: eliminação da última desculpa válida para não testar todos os conjuntos de dados do proteoma celular quanto à presença de proteínas virais. PloS one. PMID: 24618588
49. Kresse SH, Rydbeck H, Skårn M (2012) A análise integrativa revela relações entre alterações genéticas e epigenéticas no osteossarcoma. PloS one. PMID: 23144859
50. Andersson AC, Strömberg S, Bäckvall H (2006) Análise da expressão proteica em microarrays celulares: uma ferramenta para a proteómica baseada em anticorpos. The Journal of Histochemistry and Cytochemistry. PMID: 16957166
51. Mayer Y, Abu Sada H, Zigdon Giladi H (2026) Respostas precoces de marcadores osteogénicos e estromais de linhas celulares semelhantes a osteoblastos e de células estromais da medula óssea a um enxerto ósseo xenogénico revestido com ácido hialurónico: uma análise exploratória in vitro. Revista de Odontologia. PMID: 42187668
52. Grant GD, Brooks L 3.º, Zhang X (2013) Identificação de genes regulados pelo ciclo celular expressos periodicamente em células U2OS e a sua regulação pelos fatores de transcrição FOXM1 e E2F. Biologia Molecular da Célula. PMID: 24109597
53. Wang F, Wu P, Qin S (2021) A curcina C inibe a proliferação da linha celular de osteossarcoma U2OS através da apoptose induzida por ROS, da autofagia e da paragem do ciclo celular, por meio da ativação da via de sinalização JNK. Revista Internacional de Macromoléculas Biológicas. PMID: 34896468
54. Chen S, Jin Z, Dai L (2017) A aloperina induz a apoptose e inibe a invasão nas células de osteossarcoma humano MG-63 e U2OS. Biomedicina e farmacoterapia. PMID: 29080457
55. Chen JM, Zhang J, Xia YM (2018) O esteviol, um metabolito do adoçante natural, inibe a proliferação da linha celular U2OS de osteossarcoma humano. Cartas de Oncologia. PMID: 29552164
56. Kasiram MZ, Hapidin H, Abdullah H (2022) O ácido tânico potencia o efeito da cisplatina na proliferação celular e na apoptose da linha celular de osteossarcoma humano (U2OS). Relatórios Farmacológicos. PMID: 34652600
57. Erdogan MK, Usca AB (2025) O ácido gálico potencia a morte celular induzida pelo olaparib e atenua a resistência ao olaparib na linha celular U2OS de osteossarcoma humano. Current Issues in Molecular Biology. PMID: 39996825
58. Bryan TM, Englezou A, Dalla-Pozza L (1997) Evidências de um mecanismo alternativo para a manutenção do comprimento dos telómeros em tumores humanos e em linhas celulares derivadas de tumores. Nature Medicine. PMID: 9359704
59. Burke TM, Markwald RR, McHill AW (2015) Efeitos da cafeína no relógio circadiano humano in vivo e in vitro. Science Translational Medicine. PMID: 26378246
60. Tamai TK, Nakane Y, Ota W (2018) Identificação de moduladores do relógio circadiano a partir de fármacos existentes. EMBO Molecular Medicine. PMID: 29666146
61. Cellosaurus. U2OS (CVCL_0042). SIB – Instituto Suíço de Bioinformática. Disponível em: https://www.cellosaurus.org/CVCL_0042 (consultado a 11 de agosto de 2026)